مطالعه عددی رفتار قطرهی نیمه رسانا در حضور میدان الکتریکی

در این پژوهش، تغییر ش کل قطره ی نیمه رسانا تحت تاثیر میدان الکتریکی به صورت تقارن محوری شبیه سازی می شود. معادلات ناویر استوکس تراکم ناپذیر برای مدل سازی جریان سیال داخل و خارج قطره استفاده می شود. علاوه بر این، برای محاسبه پتانسیل الکتریکی در کل دامنه، معادله پواسون با ضرایب متغیر حل می گردد. در این شبیه سازی، از روش سطح تراز برای ردیابی سطح مشترک و از روش سیال مجازی برای مدل کردن کمیتهای ناپیوسته در سطح مشترک استفاده می شود. زمانی که قطره تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار می گیرد، تحت اثر تنش های الکتریکی دچار تغییر شکل می شود این تغییر شکل به خواص فیزیکی و زمان مشخصه سیال (نسبت گذردهی الکتریکی به ضریب رسانایی الکتریکی) وابسته است. اگر زمان مشخصه قطره از زمان مشخصه سیال اطراف کمتر باشد، قطره در راستای میدان الکتریکی کشیده می شود (تغییر شکل پرولیت) و جریان چرخشی در جهت پادساعتگرد در قطره ایجاد می شود. زمانی که زمان مشخصه قطره بیشتر از زمان مشخصه اطراف باشد ، قطره در راستای عمود بر میدان الکتریکی اعمالی کشیده می شود (آبلیت) و جریان چرخشی در جهت ساعتگرد در قطره ایجاد می شود.

Keywords:

الکتروهیدرودینامیک , تغییرشکل قطره , روش سطح تراز , روش سیال مجازی